Étude du polymorphisme intra- et inter-spécifique du gène β-tubuline chez des espèces de champignons mycorhiziens à arbuscules en vue de développer des marqueurs moléculaires

Les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA), classés dans le phylum Glomeromycota, ne peuvent pas être facilement identifiés par la morphologie de leurs spores et leurs mycélia à l'intérieur ou à l'extérieur des racines de leurs hôtes. Ce problème fondamental d'identification rend l'étude de leur diversité, en particulier dans leur habitat naturel (sol et racine) extrêmement difficile. Les gènes ribosomaux ont été largement utilisés pour développer des amorces spécifiques et en inférer des arbres phylogénétiques. Cependant, ces gènes sont très polymorphes et existent en plusieurs copies dans le génome des CMA, ce qui complique l’interprétation des résultats. Dans notre étude, nous avons étudié le polymorphisme intra- et inter-spécifique du gène β-tubuline, présent en faible nombre de copies dans le génome des CMA, afin d’obtenir de nouvelles séquences nucléotidiques pour développer des marqueurs moléculaires. Les gènes β-tubuline amplifiés à partir de l'ADN génomique de cinq espèces du genre Glomus ont été clonés et séquencés. L’analyse des séquences indique un polymorphisme intraspécifique chez trois espèces de CMA. Deux séquences paralogues très variables ont été nouvellement identifiées chez les G. aggregatum, G. fasciculatum et G. cerebriforme. Aucun polymorphisme n’a été détecté chez les G. clarum et G. etunicatum. Toutes les séquences montrent la présence de deux introns hautement variables. La majorité des substitutions ont été localisées dans les exons et sont synonymes à 90%. La conservation des acides aminés suggère un niveau élevé de sélection négative sur le gène β-tubuline et nous permet de confirmer que les CMA représentent un ancien groupe fongique (400 million d’années). L’analyse phylogénétique, réalisée avec vingt et une séquences nucléotidiques du gène β-tubuline, a révélé que les séquences des Glomaceae forment un groupe monophylétique bien supporté, avec les Acaulosporaceae et Gigasporaceae comme groupe frère. Les séquences paralogues nouvellement identifiées chez les G. aggregatum et G. fasciculatum n'ont pas été monophylétiques au sein de chaque espèce. Les oligonucléotides ont été choisis sur la base des régions variables et conservées du gène β-tubuline. Le test PCR des amorces β-Tub.cerb.F/ β-Tub.cerb.R a révélé des bandes spécifiques de 401 pb pour les séquences paralogues du G. cerebriforme. Deux paires d’amorces ont été développées afin d’identifier les séquences du groupe nommé Tub.1. Les tests PCR nous ont permis d’identifier certaines séquences du groupe Tub.1. Une paire d’amorce β-Tub.2.F/ β-Tub.2.R nous a permis d’identifier certaines séquences paralogues du groupe nommé Tub.2. L’analyse d’autres gènes combinée à celle du gène β-tubuline permettra le développement de marqueurs moléculaires plus spécifiques pour l’identification de CMA.

Étude du polymorphisme rs3846662 de l’HMGCR dans le cerveau et le système périphérique

Dans cette thèse, l’impact du polymorphisme rs3846662 sur l’épissage alternatif de la 3-hydroxy-3-méthylglutaryl coenzyme A réductase (HMGCR) a été investigué in vivo, chez des patients atteints d’hypercholestérolémie familiale (HF) ou de maladie d’Alzheimer (MA). Le premier manuscrit adresse la problématique de la normalisation de la quantification relative des ARNm par PCR quantitative. Les découvertes présentées dans ce manuscrit nous ont permis de déterminer avec un haut niveau de confiance les gènes de référence à utiliser pour la quantification relative des niveaux d’ARNm de l’HMGCR dans des échantillons de sang (troisième manuscrit) et de tissus cérébraux post-mortem (quatrième manuscrit). Dans le deuxième manuscrit, nous démontrons grâce à l’emploi de trois cohortes de patients distinctes, soit la population canadienne française du Québec et les deux populations nord américaines « Alzheimer’s Disease Cooperative Study (ADCS) » et « Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) », que le génotype AA au locus rs3846662 confère à ces porteurs une protection considérable contre la MA. Les femmes porteuses de ce génotype voient leur risque de MA diminuer de près de 50% et l’âge d’apparition de leurs premiers symptômes retarder de 3.6 ans. Les porteurs de l’allèle à risque APOE4 voient pour leur part leurs niveaux de plaques séniles et dégénérescences neurofibrillaires diminuer significativement en présence du génotype AA. Enfin, les individus atteints de déficit cognitif léger et porteurs à la fois de l’allèle APOE4 et du génotype protecteur AA voient leur risque de convertir vers la MA chuter de 76 à 27%. Dans le troisième manuscrit, nous constatons que les individus atteints d’HF et porteurs du génotype AA ont, contrairement au modèle établi chez les gens normaux, des niveaux plus élevés de cholestérol total et de LDL-C avant traitement comparativement aux porteurs de l’allèle G. Le fait que cette association n’est observée que chez les non porteurs de l’APOE4 et que les femmes porteuses du génotype AA présentent à la fois une augmentation des niveaux d’ARNm totaux et une résistance aux traitements par statines, nous indique que ce génotype influencerait non seulement l’épissage alternatif, mais également la transcription de l’HMGCR. Comme une revue exhaustive de la littérature ne révèle aucune étude abondant dans ce sens, nos résultats suggèrent l’existence de joueurs encore inconnus qui viennent influencer la relation entre le génotype AA, l’épissage alternatif et les niveaux d’ARNm de l’HMGCR. Dans le quatrième manuscrit, l’absence d’associations entre le génotype AA et les niveaux d’ARNm Δ13 ou de protéines HMGCR nous suggère fortement que ce polymorphisme est non fonctionnel dans le SNC affecté par la MA. Une étude approfondie de la littérature nous a permis d’étayer cette hypothèse puisque les niveaux de HNRNPA1, la ribonucléoprotéine influencée par l’allèle au locus rs3846662, sont considérablement réduits dans la MA et le vieillissement. Il est donc proposé que les effets protecteurs contre la MA associés au génotype AA soient le résultat d’une action indirecte sur le processus physiopathologique.

Étude du polymorphisme rs3846662 de l’HMGCR dans le cerveau et le système périphérique

Dans cette thèse, l’impact du polymorphisme rs3846662 sur l’épissage alternatif de la 3-hydroxy-3-méthylglutaryl coenzyme A réductase (HMGCR) a été investigué in vivo, chez des patients atteints d’hypercholestérolémie familiale (HF) ou de maladie d’Alzheimer (MA). Le premier manuscrit adresse la problématique de la normalisation de la quantification relative des ARNm par PCR quantitative. Les découvertes présentées dans ce manuscrit nous ont permis de déterminer avec un haut niveau de confiance les gènes de référence à utiliser pour la quantification relative des niveaux d’ARNm de l’HMGCR dans des échantillons de sang (troisième manuscrit) et de tissus cérébraux post-mortem (quatrième manuscrit). Dans le deuxième manuscrit, nous démontrons grâce à l’emploi de trois cohortes de patients distinctes, soit la population canadienne française du Québec et les deux populations nord américaines « Alzheimer’s Disease Cooperative Study (ADCS) » et « Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) », que le génotype AA au locus rs3846662 confère à ces porteurs une protection considérable contre la MA. Les femmes porteuses de ce génotype voient leur risque de MA diminuer de près de 50% et l’âge d’apparition de leurs premiers symptômes retarder de 3.6 ans. Les porteurs de l’allèle à risque APOE4 voient pour leur part leurs niveaux de plaques séniles et dégénérescences neurofibrillaires diminuer significativement en présence du génotype AA. Enfin, les individus atteints de déficit cognitif léger et porteurs à la fois de l’allèle APOE4 et du génotype protecteur AA voient leur risque de convertir vers la MA chuter de 76 à 27%. Dans le troisième manuscrit, nous constatons que les individus atteints d’HF et porteurs du génotype AA ont, contrairement au modèle établi chez les gens normaux, des niveaux plus élevés de cholestérol total et de LDL-C avant traitement comparativement aux porteurs de l’allèle G. Le fait que cette association n’est observée que chez les non porteurs de l’APOE4 et que les femmes porteuses du génotype AA présentent à la fois une augmentation des niveaux d’ARNm totaux et une résistance aux traitements par statines, nous indique que ce génotype influencerait non seulement l’épissage alternatif, mais également la transcription de l’HMGCR. Comme une revue exhaustive de la littérature ne révèle aucune étude abondant dans ce sens, nos résultats suggèrent l’existence de joueurs encore inconnus qui viennent influencer la relation entre le génotype AA, l’épissage alternatif et les niveaux d’ARNm de l’HMGCR. Dans le quatrième manuscrit, l’absence d’associations entre le génotype AA et les niveaux d’ARNm Δ13 ou de protéines HMGCR nous suggère fortement que ce polymorphisme est non fonctionnel dans le SNC affecté par la MA. Une étude approfondie de la littérature nous a permis d’étayer cette hypothèse puisque les niveaux de HNRNPA1, la ribonucléoprotéine influencée par l’allèle au locus rs3846662, sont considérablement réduits dans la MA et le vieillissement. Il est donc proposé que les effets protecteurs contre la MA associés au génotype AA soient le résultat d’une action indirecte sur le processus physiopathologique.

Granulocyte Colony-stimulating Factor (g-csf) Positive Effects On Muscle Fiber Degeneration And Gait Recovery After Nerve Lesion In Mdx Mice.

G-CSF has been shown to decrease inflammatory processes and to act positively on the process of peripheral nerve regeneration during the course of muscular dystrophy. The aims of this study were to investigate the effects of treatment of G-CSF during sciatic nerve regeneration and histological analysis in the soleus muscle in MDX mice. Six-week-old male MDX mice underwent left sciatic nerve crush and were G-CSF treated at 7 days prior to and 21 days after crush. Ten and twenty-one days after surgery, the mice were euthanized, and the sciatic nerves were processed for immunohistochemistry (anti-p75(NTR) and anti-neurofilament) and transmission electron microscopy. The soleus muscles were dissected out and processed for H&E staining and subsequent morphologic analysis. Motor function analyses were performed at 7 days prior to and 21 days after sciatic crush using the CatWalk system and the sciatic nerve index. Both groups treated with G-CSF showed increased p75(NTR) and neurofilament expression after sciatic crush. G-CSF treatment decreased the number of degenerated and regenerated muscle fibers, thereby increasing the number of normal muscle fibers. The reduction in p75(NTR) and neurofilament indicates a decreased regenerative capacity in MDX mice following a lesion to a peripheral nerve. The reduction in motor function in the crushed group compared with the control groups may reflect the cycles of muscle degeneration/regeneration that occur postnatally. Thus, G-CSF treatment increases motor function in MDX mice. Nevertheless, the decrease in baseline motor function in these mice is not reversed completely by G-CSF.

G-quadruplex Formation Enhances Splicing Efficiency Of Pax9 Intron 1.

G-quadruplexes are secondary structures present in DNA and RNA molecules, which are formed by stacking of G-quartets (i.e., interaction of four guanines (G-tracts) bounded by Hoogsteen hydrogen bonding). Human PAX9 intron 1 has a putative G-quadruplex-forming region located near exon 1, which is present in all known sequenced placental mammals. Using circular dichroism (CD) analysis and CD melting, we showed that these sequences are able to form highly stable quadruplex structures. Due to the proximity of the quadruplex structure to exon-intron boundary, we used a validated double-reporter splicing assay and qPCR to analyze its role on splicing efficiency. The human quadruplex was shown to have a key role on splicing efficiency of PAX9 intron 1, as a mutation that abolished quadruplex formation decreased dramatically the splicing efficiency of human PAX9 intron 1. The less stable, rat quadruplex had a less efficient splicing when compared to human sequences. Additionally, the treatment with 360A, a strong ligand that stabilizes quadruplex structures, further increased splicing efficiency of human PAX9 intron 1. Altogether, these results provide evidences that G-quadruplex structures are involved in splicing efficiency of PAX9 intron 1.

Padrões de distribuição geográfica das espécies de Schefflera J. R. Forst. & G. Forst. (Araliaceae) do Brasil extra-amazônico

Uma análise da distribuição geográfica de Schefflera no Brasil extra-amazônico foi realizada com base em mapas atualizados plotando as ocorrências conhecidas das 26 espécies do gênero encontradas nessa grande área: S. angustissima (Marchal) Frodin, S. aurata Fiaschi, S. botumirimensis Fiaschi & Pirani, S. burchellii (Seem.) Frodin & Fiaschi, S. calva (Cham.) Frodin & Fiaschi, S. capixaba Fiaschi, S. cephalantha (Harms) Frodin, S. cordata (Taub.) Frodin & Fiaschi, S. distractiflora (Harms) Frodin, S. fruticosa Fiaschi & Pirani, S. gardneri (Seem.) Frodin & Fiaschi, S. glaziovii (Taub.) Frodin & Fiaschi, S. grandigemma Fiaschi, S. kollmannii Fiaschi, S. longipetiolata (Pohl ex DC.) Frodin & Fiaschi, S. lucumoides (Decne. & Planch. ex Marchal) Frodin & Fiaschi, S. macrocarpa (Cham. & Schltdl.) Frodin, S. malmei (Harms) Frodin, S. morototoni (Aubl.) Maguire, Steyermark & Frodin, S. racemifera Fiaschi & Frodin, S. ruschiana Fiaschi & Pirani, S. selloi (Marchal) Frodin & Fiaschi, S. succinea Frodin & Fiaschi, S. villosissima Fiaschi & Pirani, S. vinosa (Cham. & Schltdl.) Frodin & Fiaschi e S. aff. varisiana Frodin. Dois centros de endemismo associados com áreas de altitude elevada foram reconhecidos: Cadeia do Espinhaço em Minas Gerais e florestas montanas do Estado do Espírito Santo. Os padrões de distribuição geográfica ilustrados são discutidos com base em dados obtidos para outros grupos de angiospermas e em estudos fitogeográficos das principais fitocórias do Brasil extra-amazônico. São apresentadas também hipóteses acerca de prováveis relações filogenéticas entre alguns táxons, visando à busca de possíveis correlações entre estas e a biogeografia do grupo.

Enzymatic differences between the endophyte Guignardia mangiferae (Botryosphaeriaceae) and the citrus pathogen G. citricarpa

The endophyte Guignardia mangiferae is closely related to G. citricarpa, the causal agent of citrus black spot; for many years these species had been confused with each other. The development of molecular analytical methods has allowed differentiation of the pathogen G. citricarpa from the endophyte G. mangiferae, but the physiological traits associated with pathogenicity were not described. We examined genetic and enzymatic characteristics of Guignardia spp strains; G. citricarpa produces significantly greater amounts of amylases, endoglucanases and pectinases, compared to G. mangiferae, suggesting that these enzymes could be key in the development of citrus black spot. Principal component analysis revealed pectinase production as the main enzymatic characteristic that distinguishes these Guignardia species. We quantified the activities of pectin lyase, pectin methylesterase and endopolygalacturonase; G. citricarpa and G. mangiferae were found to have significantly different pectin lyase and endopolygalacturonase activities. The pathogen G. citricarpa is more effective in pectin degradation. We concluded that there are significant physiological differences between the species G. citricarpa and G. mangiferae that could be associated with differences in pathogenicity for citrus plants.

Pharmacogenetics of OATP Transporters Reveals That SLCO1B1 c.388A > G Variant Is Determinant of Increased Atorvastatin Response

Aims: The relationship between variants in SLCO1B1 and SLCO2B1 genes and lipid-lowering response to atorvastatin was investigated. Material and Methods: One-hundred-thirty-six unrelated individuals with hypercholesterolemia were selected and treated with atorvastatin (10 mg/day/4 weeks). They were genotyped with a panel of ancestry informative markers for individual African component of ancestry (ACA) estimation by SNaPshot (R) and SLCO1B1 (c.388A>G, c.463C>A and c.521T>C) and SLCO2B1 (-71T>C) gene polymorphisms were identified by TaqMan (R) Real-time PCR. Results: Subjects carrying SLCO1B1 c.388GG genotype exhibited significantly high low-density lipoprotein (LDL) cholesterol reduction relative to c.388AA+c.388AG carriers (41 vs. 37%, p = 0.034). Haplotype analysis revealed that homozygous of SLCO1B1*15 (c.521C and c.388G) variant had similar response to statin relative to heterozygous and non-carriers. A multivariate logistic regression analysis confirmed that c.388GG genotype was associated with higher LDL cholesterol reduction in the study population (OR: 3.2, CI95%: 1.3-8.0, p < 0.05). Conclusion: SLCO1B1 c.388A>G polymorphism causes significant increase in atorvastatin response and may be an important marker for predicting efficacy of lipid-lowering therapy.

Sensitization Prevalence, Antibody Cross-Reactivity and Immunogenic Peptide Profile of Api g 2, the Non-Specific Lipid Transfer Protein 1 of Celery

Background: Celery (Apium graveolens) represents a relevant allergen source that can elicit severe reactions in the adult population. To investigate the sensitization prevalence and cross-reactivity of Api g 2 from celery stalks in a Mediterranean population and in a mouse model. Methodology: 786 non-randomized subjects from Italy were screened for IgE reactivity to rApi g 2, rArt v 3 (mugwort pollen LTP) and nPru p 3 (peach LTP) using an allergen microarray. Clinical data of 32 selected patients with reactivity to LTP under investigation were evaluated. Specific IgE titers and cross-inhibitions were performed in ELISA and allergen microarray. Balb/c mice were immunized with purified LTPs; IgG titers were determined in ELISA and mediator release was examined using RBL-2H3 cells. Simulated endolysosomal digestion was performed using microsomes obtained from human DCs. Results: IgE testing showed a sensitization prevalence of 25.6% to Api g 2, 18.6% to Art v 3, and 28.6% to Pru p 3 and frequent co-sensitization and correlating IgE-reactivity was observed. 10/32 patients suffering from LTP-related allergy reported symptoms upon consumption of celery stalks which mainly presented as OAS. Considerable IgE cross-reactivity was observed between Api g 2, Art v 3, and Pru p 3 with varying inhibition degrees of individual patients' sera. Simulating LTP mono-sensitization in a mouse model showed development of more congruent antibody specificities between Api g 2 and Art v 3. Notably, biologically relevant murine IgE cross-reactivity was restricted to the latter and diverse from Pru p 3 epitopes. Endolysosomal processing of LTP showed generation of similar clusters, which presumably represent T-cell peptides. Conclusions: Api g 2 represents a relevant celery stalk allergen in the LTP-sensitized population. The molecule displays common B cell epitopes and endolysosomal peptides that encompass T cell epitopes with pollen and plant-food derived LTP.

HLA-G 14-bp Insertion/Deletion Polymorphism Is a Risk Factor for HTLV-1 Infection

About 95% of HTLV-1 infected patients remain asymptomatic throughout life, and the risk factors associated with the development of related diseases, such as HAM/TSP and ATL, are not fully understood. The human leukocyte antigen-G molecule (HLA-G), a nonclassical HLA class I molecule encoded by MHC, is expressed in several pathological conditions, including viral infection, and is related to immunosuppressive effects that allow the virus-infected cells to escape the antiviral defense of the host. The 14-bp insertion/deletion polymorphism of exon 8 HLA-G gene influences the stability of the transcripts and could be related to HTLV-1-infected cell protection and to the increase of proviral load. The present study analyzed by conventional PCR the 14-bp insertion/deletion polymorphism of exon 8 HLA-G gene in 150 unrelated healthy subjects, 82 HTLV-1 infected patients with symptoms (33 ATL and 49 HAM), and 56 asymptomatic HTLV-1 infected patients (HAC). In addition, the proviral load was determined by quantitative real-time PCR in all infected groups and correlated with 14-bp insertion/deletion genotypes. The heterozygote genotype frequencies were significantly higher in HAM, in the symptomatic group, and in infected patients compared to control (p < 0.05). The proviral load was higher in the symptomatic group than the HAC group (p < 0.0005). The comparison of proviral load and genotypes showed that -14-bp/-14-bp genotype had a higher proviral load than +14-bp/-14-bp and +14-bp/+14-bp genotypes. Although HLA-G 14-bp polymorphism does not appear to be associated

Positive Selection Results in Frequent Reversible Amino Acid Replacements in the G Protein Gene of Human Respiratory Syncytial Virus

Human respiratory syncytial virus (HRSV) is the major cause of lower respiratory tract infections in children under 5 years of age and the elderly, causing annual disease outbreaks during the fall and winter. Multiple lineages of the HRSVA and HRSVB serotypes co-circulate within a single outbreak and display a strongly temporal pattern of genetic variation, with a replacement of dominant genotypes occurring during consecutive years. In the present study we utilized phylogenetic methods to detect and map sites subject to adaptive evolution in the G protein of HRSVA and HRSVB. A total of 29 and 23 amino acid sites were found to be putatively positively selected in HRSVA and HRSVB, respectively. Several of these sites defined genotypes and lineages within genotypes in both groups, and correlated well with epitopes previously described in group A. Remarkably, 18 of these positively selected tended to revert in time to a previous codon state, producing a ""flipflop'' phylogenetic pattern. Such frequent evolutionary reversals in HRSV are indicative of a combination of frequent positive selection, reflecting the changing immune status of the human population, and a limited repertoire of functionally viable amino acids at specific amino acid sites.

Dispersion of electron g-factor with optical transition energy in (In,Ga)As/GaAs self-assembled quantum dots

The electron spin precession about an external magnetic field was studied by Faraday rotation on an inhomogeneous ensemble of singly charged, self-assembled (In,Ga)As/GaAs quantum dots. From the data the dependence of electron g-factor on optical transition energy was derived. A comparison with literature reports shows that the electron g-factors are quite similar for quantum dots with very different geometrical parameters, and their change with transition energy is almost identical. (C) 2011 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3588413]

g factors of coexisting isomeric states in (188)Pb

The g factors of the 12(+), 11(-), and 8(-) isomeric states in (188)Pb were measured using the time-differential perturbed angular distribution method as g(12(+)) = -0.179(6), g(11(-)) = +1.03(3), and g(8(-)) = -0.037(7). The g factor of the 12(+) state follows the observed slight down-sloping evolution of the g factors of the i(13/2)(2) neutron spherical states with decreasing N. The g factors of the 11(-) and 8(-) isomers proposed as oblate and prolate deformed states, respectively, were interpreted within the rotational model, using calculated and empirical g factor values for the involved single-particle orbitals.

Ric-8A, a G alpha protein guanine nucleotide exchange factor potentiates taste receptor signaling

Taste receptors for sweet, bitter and umami tastants are G-protein-coupled receptors (GPCRs). While much effort has been devoted to understanding G-protein-receptor interactions and identifying the components of the signalling cascade downstream of these receptors, at the level of the G-protein the modulation of receptor signal transduction remains relatively unexplored. In this regard a taste-specific regulator of G-protein signaling (RGS), RGS21, has recently been identified. To study whether guanine nucleotide exchange factors (GEFs) are involved in the transduction of the signal downstream of the taste GPCRs we investigated the expression of Ric-8A and Ric-8B in mouse taste cells and their interaction with G-protein subunits found in taste buds. Mammalian Ric-8 proteins were initially identified as potent GEFs for a range of G alpha subunits and Ric-8B has recently been shown to amplify olfactory signal transduction. We find that both Ric-8A and Ric-8B are expressed in a large portion of taste bud cells and that most of these cells contain IP3R-3 a marker for sweet, umami and bitter taste receptor cells. Ric-8A interacts with G alpha-gustducin and G alpha i2 through which it amplifies the signal transduction of hTas2R16, a receptor for bitter compounds. Overall, these findings are consistent with a role for Ric-8 in mammalian taste signal transduction.